高三生物一轮复习课件 【备课精讲精研】 酶

第5-1讲降低化学反应活化能的酶1.说明酶在代谢中的作用和本质。2.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化。叶绿体：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶线粒体:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量酶核糖体：

氨基酸

多肽酶缩合脱水细胞中的化学反应：一、

酶在细胞代谢中的作用概念：细胞中每时每刻进行的化学反应的统称主要场所:

细胞质基质特点:

一般都需要酶催化意义:细胞生命活动的基础代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。医用双氧水小于3%2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+过氧化氢酶2H2O2

2H2O+O2↑（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）1.实验原理2.实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况自变量因变量a.本实验为什么要用新鲜的肝脏？如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被腐生菌分解而减少。增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率b.实验为什么把肝脏制备成20%的研磨液？3.材料用具3.5%Fecl3、20%肝脏研磨液、新配置的3%过氧化氢溶液实验过程示意图2mlH2O2溶液1号2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液2号2mlH2O2溶液90℃水浴3号2mlH2O2溶液3号4号4号气泡：几乎无少量较多大量复燃不明显明显2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？1234341）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；FeCl3中的Fe3+

和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多。4）2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？一样多，几支试管的H2O2溶液的体积和浓度都相同。123434步骤试管编号1234一H2O2浓度3%3%3%3%

剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3新鲜肝脏研磨液

剂量2滴清水2滴清水2滴2滴结果气泡产生卫生香燃烧结论不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃1.高温可以加快过氧化氢分解。2.FeCl3能催化过氧化氢分解。3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解。4.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高。实验过程和现象探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解变量：

实验过程中的变化因素称为变量。类型:

1.自变量人为控制的对实验对象进行处理的因素。2.因变量

因自变量改变而变化的变量叫作。3.无关变量

除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。对照实验：

概念:

除作为自变量的因素外,其余因素(无关变量)都保持一致,并将结果进行比较的实验叫作对照实验。

类型:

对照实验一般要设置对照组和实验组,未作任何处理的对照组叫作空白对照。控制变量和设计对照实验控制变量和设计对照实验二

、酶的作用机理1.酶的作用：2.作用机理：显著降低化学反应的活化能催化作用活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。a.加热为什么能促进过氧化氢的分解呢？加热使H2O2分子获得能量（提供活化能），从常态转变为容易分解的活跃状态。b.Fe3+和过氧化氢酶为什么能促进过氧化氢分解呢？催化剂降低了非活化分子转变为活化分子的门槛催化剂的催化原理：降低化学反应的活化能酶作用的机理：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。加热：为反应物分子提供能量，使其达到活跃状态Fe3+：降低化学反应的活化能酶：显著地降低化学反应的活化能（作用机理）想一想：如何表示？无催化剂曲线：______酶促反应曲线：______无酶促反应所需活化能：______酶促反应所需活化能：______酶降低的活化能：______曲线B曲线AE2E3—E2E33.酶的催化作用的意义:使细胞代谢能在温和条件下快速进行。02酶的本质引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用

死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵第一个提取出脲酶，并证明脲酶是蛋白质胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质少数酶是RNA发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳VS切赫和奥尔特曼其他科学家萨姆纳假如你是切赫或奥特曼，你能总结酶的概念吗？酶本质的探索历程酶的化学成分

酶的来源

酶的功能活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物。一类大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。试一试：1、酶的概念2、酶的本质归纳酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是________少数是_____元素合成原料合成场所来源、作用场所生理功能作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体核仁降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞、体外或体内C、H、O、NC、H、O、N、P酶VS激素能产生激素的细胞一定能产生酶，能产生酶的细胞不一定能产生激素。（所有活细胞均含呼吸酶）；能产生酶的细胞一定能产生ATP，能产生ATP的细胞不一定能产生酶。（哺乳动物成熟红细胞无氧呼吸产生ATP，但不能产生酶）常见酶的作用比较淀粉酶：催化淀粉水解成麦芽糖

麦芽糖酶：催化麦芽糖水解成葡萄糖脂肪酶：催化脂肪水解成甘油和脂肪酸

蛋白酶：作用于肽键，使蛋白质水解成多肽（部分氨基酸）肽酶：作用于肽键，使多肽水解成氨基酸

溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖，参与非特异性免疫，噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放溶菌酶。脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶，白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因，解旋酶：作用于氢键，使DNA的两条链解旋

DNA聚合酶（DNA复制）：以DNA为模板的DNA逆转录酶：使RNA逆转录成DNARNA聚合酶（转录）：催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链RNA复制酶：以RNA为模板的RNA聚合酶DNA连接酶：形成磷酸二酯键，使两个DNA片段连接形成重组DNA纤维素酶、果胶酶：主要用于破坏植物细胞壁。用于制备植物细胞的原生质体胰蛋白酶（胶原蛋白酶）：使动物组织、器官分散成单个细胞，便于动物细胞培养1.高效性分析：1.酶比无机催化剂的催化效率更高；2.酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。3.酶不能改变最终生成物的量。与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能，从而使反应更高效地进行二、酶的特性2.专一性一种酶只能催化一种或一类化学反应二、酶的特性使细胞代谢能够有条不紊的进行还有哪些物质具有特异性或专一性？激素tRNA转运蛋白抗体受体神经递质细胞因子3.酶的作用条件温和淀粉酶37℃户外植物中的某种酶最适温度15℃ABC①低温降低酶活性，但不会破坏酶分子结构，温度适宜时，酶的催化作用可以恢复。②低温下酶空间结构稳定,所以酶一般在低温条件下保存。高温、强酸、强碱，破坏酶的结构。二、酶的特性测定ɑ-淀粉酶活性，结果50℃时酶的活性最高，0℃、100℃时酶活性很低。在进一步的实验中，如何证明0℃、100℃对酶活性的影响是不同的酶浓度[E]反应速率底物充足1.酶浓度在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。a底物有限bcN酶浓度反应速率0ab：在一定的酶浓度范围内（0-N），随酶浓度的增加，反应速率增加b：当酶浓度增大到某一值时（N），反应速率达到最大值，不再增加酶浓度较低，底物没有完全被酶结合底物完全被酶结合ab限制因素：bc的限制因素：酶浓度底物浓度酶促反应速率的影响曲线分析2.底物浓度abcM酶浓度一定底物浓度[S]反应速率Oab：在一定底物浓度范围内（0，M），随底物浓度的增加，反应速率增加b：当底物浓度增大到某一值时（M），反应速率达到最大值，不再增加酶没有完全被底物结合酶完全被底物结合bc限制因素：酶浓度ab限制因素：底物浓度思考：再加入一定量的酶，曲线应该怎么变？三、酶促反应速率的影响曲线分析3.温度和pH三、酶促反应速率的影响曲线分析不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min,可较好地保持甜味。其原因是高温破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。指有些酶在合成和初分泌时，不表现有催化活性，这种无活性状态的酶的前身物称为酶原。酶原在一定条件下，受某种因素的作用，酶原分子的部分肽键被水解，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。4.酶的激活三、酶促反应速率的影响曲线分析大部分激活剂是无机盐离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。竞争性抑制剂5.酶的抑制三、酶促反应速率的影响曲线分析非竞争性抑制剂指与酶的活性位点以外的部位结合，使酶分子形状发生了变化，活性位点不适于接纳底物分子的化学试剂。非竞争性抑制剂(1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。酶在生活中的应用实例分组编号对照组实验组说明1号2号3号4号相同处理2mL过氧化氢溶液无关变量不同处理常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液自变量气泡产生不明显少量较多大量因变量卫生香复燃不复燃不复燃变亮复燃结果过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素1.验证酶的高效性

①1、4号试管对照⇒酶具有催化作用。②1、3、4(或3、4)号试管对照⇒与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。验证酶的专一性方案一酶相同、底物不同方案二底物相同、酶不同不选碘液鉴定的原因是什么？探究酶的专一性及影响酶活性的因素步骤1淀粉＋淀粉酶蔗糖＋淀粉酶260℃保温5min3分别加2ml斐林试剂4煮沸1min,使其停止反应现象砖红色沉淀无颜色变化结论酶具有专一性步骤1淀粉＋淀粉酶淀粉＋蔗糖酶260℃保温5min3分别加2ml斐林试剂4煮沸1min,使其停止反应现象砖红色沉淀无颜色变化结论酶具有专一性建议：淀粉酶探究温度对酶活性的影响建议：H2O2探究pH对酶活性的影响探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素探究温度/PH对酶活性影响的实验思路3.探究温度对酶活性的影响思考：①为何不选斐林试剂鉴定？实验要严格控制温度，斐林试剂需加热H2O2常温常压可分解，加热分解更快②实验材料可不可以选H2O2?探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素试管步骤11′22′33′淀粉溶液2mL/2mL/2mL/淀粉酶溶液/1mL/1mL/1mL不同温度下处理5min0℃60℃100℃将同一温度下的两种物质混合后保温5min，其它条件相同且适宜滴加碘液1滴1滴1滴结果(现象)变蓝不变蓝变蓝结论：酶的催化作用需要在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性。若要探究木瓜蛋白酶的最适温度，实验的基本思路是

设置一系列温度梯度，其他条件相同且适宜，分别测定木瓜蛋白酶对蛋白质的分解速率4.探究pH对酶活性的影响实验步骤一1号2号3号二各加入肝脏研磨液2滴三加蒸馏水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH三各加入3%过氧化氢2mL四在37℃条件下反应约5min，记录气泡产生情况实验现象几乎无气泡较多气泡几乎无气泡结论过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高思考：为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？酸性条件下淀粉会分解四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。(3)在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。(4)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(5)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。（6）用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色例.下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是(

)A.验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C.探究温度对酶活性影响时，自变量是温度D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组答案C解析验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，A错误；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；探究酶催化最适pH时，过酸、过碱会使酶变性，使结果不精确，应设置酸性、中性、碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确，D错误。例.某兴趣小组在生物实验室中发现一酶试剂，由于标签受损，无法确定该酶的具体种类，已知其可能是淀粉酶或蔗糖酶。为判断该酶的具体种类和作用条件，该小组成员给出了以下建议，其中不合理的是(

)A.取部分酶和少量淀粉溶液混合，一定时间后，滴加碘液检测B.取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一定时间后，利用斐林试剂检测C.若已确定该酶是淀粉酶，可使用斐林试剂作检测试剂探究温度对酶活性的影响D.若已确定该酶是蔗糖酶，可利用蔗糖来研究pH对酶活性的影响答案C解析使用斐林试剂检测时需要水浴加热，因此在探究温度对酶活性的影响时不能使用斐林试剂作检测试剂，C错误；取部分酶和少量淀粉溶液混合，若该酶为淀粉酶，则淀粉被水解，一定时间后，滴加碘液溶液不变蓝色；若该酶为蔗糖酶，则淀粉不被水解，一定时间后，滴加碘液后溶液变蓝色，A正确；取部分酶和少量蔗糖溶液混合，若该酶为蔗糖酶，则蔗糖被水解，利用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀；若该酶为淀粉酶，则不出现砖红色沉淀，B正确；可用蔗糖作为底物来探究pH对蔗糖酶活性的影响，D正确。例.下列关于实验中“一定”的叙述，正确的是(

)A.探究pH对酶活性的影响时，一定先将酶与底物混合处理，再调节pHB.探究温度对酶活性的影响时，用过氧化氢酶进行实验一定能成功C.比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验，持续加温一定会使卫生香的复燃更猛烈D.探究人体消化酶的最适pH时，一定要先将水浴调整到相同且适宜的温度答案D解析探究pH对酶活性的影响时，应先将酶与底物在相应的pH条件下处理，然后混合，若先将酶与底物混合再调pH，则在调pH前已发生反应，会影响实验结果，A错误；温度会影响过氧化氢的分解，探究温度对酶活性的影响时，不能用过氧化氢和过氧化氢酶进行实验，B错误；在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，持续加温会导致过氧化氢酶失活，故不一定使卫生香复燃更猛烈，C错误；探究人体消化酶的最适pH时，pH是该实验的自变量，温度属于无关变量，实验中无关变量应保持相同且适宜，D正确。例.已知淀粉在酸性条件下能被水解，如图表示pH对淀粉酶活性的影响结果。下列有关叙述正确的是(

)

A.分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7B.若在强酸条件下淀粉的剩余量较少，则淀粉酶具有活性C.当pH＝3时，淀粉酶的活性比pH＝9时的活性高D.分离在pH＝13时的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产生紫色反应答案

D解析分析柱形图可知，1h后，这几组实验中pH为7的条件下淀粉的剩余量最少，淀粉酶的最适pH在7左右，但最适pH并不一定是7，A错误；在强酸条件下，酶的空间结构发生改变，淀粉酶失活无法发挥作用，且因淀粉在酸性条件下能被水解，因此在强酸条件下淀粉的剩余量较少，并不是淀粉酶催化(淀粉酶没有活性)的结果，B错误；分析柱形图可知，pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基本相等，由于淀粉在酸性条件下能被水解，因此pH为3条件下的酶活性低于pH为9条件下酶的活性，C错误；淀粉酶的化学本质为蛋白质，pH为13条件下，淀粉酶的空间结构会发生改变，但肽键没有断裂，故仍然能与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。例．下列关于酶的叙述，正确的是A．酶提供了反应过程所必需的活化能从而提高了化学反应速率B．活细胞能通过转录、翻译产生酶，或通过转录产生酶C．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用D．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段【答案】B【解析】酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，A项错误；酶的化学本质是蛋白质(经转录、翻译合成)或RNA(经转录合成)，B项正确；酶在细胞内或细胞外均可起作用，C项错误；在细胞内发挥作用的酶一般不需要内质网和高尔基体的加工，少数酶是RNA，其合成不需要核糖体、内质网和高尔基体参与，D项错误。例.下列有关酶的实验中，选材及检测指标能达到实验目的是（）选项实验目的选材检测指标A探究酶具有高效性蛋白质、蛋白酶用双缩脲试剂检测，观察颜色变化B探究酶的最适pH淀粉、新鲜的唾液加入碘液，观察颜色变化C探究酶的最适温度过氧化氢、过氧化